Что ж, спросит читатель, позывные «чёрной дыры» так и останутся не услышанными?
Рентгеновское излучение из космоса стало предметом тщательного изучения после того, как космические лаборатории, вращающиеся вокруг Земли, были оснащены специальными приёмниками рентгеновских лучей — рентгеновскими телескопами. Эти телескопы обнаружили и позволили изучить рентгеновское излучение, исходящее от Солнца, звёзд и различных галактик. Что же мы узнали о «чёрных дырах» от этих разведчиков?
Все наблюдения как бы группируются в две категории. В одних случаях (их большинство) источники рентгеновского излучения совпадают с видимыми объектами. В других — такое совпадение отсутствует. Вот тут-то можно предположить, что сигналит именно «чёрная дыра»! Однако доказать это пока невозможно.
Когда источник рентгеновского излучения совпадает с видимым объектом, можно по ряду признаков судить о природе источника. Тщательное исследование показало, что природа всех известных до сих пор источников рентгеновского излучения может быть понята и объяснена без привлечения гипотезы «чёрных дыр».
До последнего времени было известно только одно исключение: рентгеновский источник Лебедь Х-1. Рассмотрение его свойств было одной из наиболее волнующих тем, которые обсуждала советско-американская рабочая группа по теории космических источников рентгеновского излучения, собравшаяся в августе 1977 года в научном городке Академии наук СССР Протвино вблизи Серпухова.
Итоги дискуссии послужили темой статьи, написанной совместно Лайманом из Гарвардского университета США, Сюняевым из Института космических исследований АН СССР, Шакурой из Государственного института им. Штернберга в Москве, Шапиро из Корнельского университета США и Эрдли из Вольского университета США.
Статья начинается так: «Мы были бы счастливы, если бы Лебедь Х-1 оказался “чёрной дырой”. Но, честно говоря, полной уверенности в этом у нас нет. Несмотря на энергичные поиски “чёрных дыр” в природе, Лебедь Х-1 остался пока единственным достоверным кандидатом в “чёрные дыры”».
В августе 1978 года появился ещё один кандидат в «чёрные дыры», ещё один рентгеновский источник, во многом похожий на Лебедь Х-1, но о нём пока известно очень мало.
Регулярные исследования источника Лебедь Х-1 ведутся уже свыше девяти лет. О нём известно, что его размеры малы, а масса больше, чем возможная для нейтронной звезды или белого карлика.
Видимый объект в Лебеде Х-1 звезда-сверхгигант. Её масса примерно в 25 раз больше массы Солнца. Это было установлено в 1971 году, когда внезапно резко изменился спектр рентгеновского источника и одновременно в этом же месте возник слабый источник радиоизлучения. Положение нового радиоисточника, измеренное при помощи радиотелескопов с чрезвычайно высокой точностью, совпало с видимой звездой, известной в астрономических каталогах под индексом V=1357Cyg. Так счастливый случай, природа которого ещё полностью не изучена, помог установить, что изменение характера рентгеновского излучения с одновременным возникновением радиоисточника связано с двойной звездой V=1357 в созвездии Лебедя.
Об этой звезде теперь известно многое. Видимая звезда вращается по своей орбите со скоростью не менее 73 км/сек., совершая оборот за 134,4 часа. Радиус орбиты, по которой движется видимая звезда, по крайней мере в 8 раз превышает радиус Солнца, а масса невидимого объекта заключена в пределах от 8 до 11 солнечных масс.(По более поздним и более точным оценкам масса невидимого объекта в системе Лебедь Х-1 заключена в пределах от 10 до 20 масс Солнца, что ещё больше укрепляет уверенность в том, что это «чёрная дыра». К 2006 году уже несколько десятков подобных объектов астрофизики называют «надежными кандидатами в “чёрные дыры”». Подробнее об этом см.: А.М. Черепащук, А.Д. Чернин «Вселенная, жизнь, чёрные дыры», Фрязино: Век-2, 2004. — Прим. В.Г. Сурдина )
Таких массивных нейтронных звёзд или белых карликов быть не может.
Для поддержания интенсивности рентгеновского излучения, наблюдаемого от Лебедя Х-1, нужно, чтобы от видимого сверхгиганта к «чёрной дыре» ежедневно перетекала масса вещества, равная всего десяти или тридцати миллиардным долям массы Солнца, так что процесс перетекания может продолжаться очень долго.
В излучении источника Лебедь Х-1 есть ещё много деталей, не имеющих однозначного объяснения. Например, неизвестна причина изменений интенсивности излучения, при которых его яркость быстро возрастает, а затем медленно уменьшается.
Учёные, выдвигающие самые разные предположения на этот счёт, единодушны в одном: исследования источника Лебедь Х-1 дадут многое для понимания эволюции Вселенной и природы элементарных частиц. Эти исследования перспективны для понимания процессов, происходящих в квазарах и в ядрах активных галактик, во-вторых, можно ожидать существование сверхмассивных «чёрных дыр», скрывающих в себе массу, в миллион или миллиард раз превышающую массу Солнца.
Позднее появились сообщения об обнаружении объектов, необычные особенности которых проще всего объяснить существованием в них сверхмассивной «чёрной дыры». Однако, кроме случая Лебедь Х-1, эти предположения не могут пока считаться полностью доказанными.
Одно из сообщений касается ядра галактики М87. Необычайно большой поток энергии, выделяемой ядром этой галактики, и спектральные особенности этого излучения наиболее непротиворечиво объясняются предположением о том, что в ядре этой галактики скрыта сверхмассивная «чёрная дыра», масса которой составляет примерно десять миллиардов солнечных масс.
Поток энергии, выделяемой этой галактикой, близок по своей величине потокам энергии, выбрасываемой квазарами — этими всё ещё непонятными объектами.
Доказательство или опровержение наличия сверхмассивной «чёрной дыры» в ядре галактики М87 даст возможность глубже понять природу таких удивительных объектов, как активные галактики и квазары.(С помощью космического телескопа «Хаббл» за последние 10 лет астрономы обнаружили в ядрах многих галактик признаки присутствия сверхмассивных «чёрных дыр» с массами от миллионов до миллиардов масс Солнца. Не только галактики с активными ядрами, но и нормальные, спокойные галактики нередко содержат такие удивительные объекты. Даже в ядре нашей Галактики с очень большой вероятностью обнаружена «чёрная дыра» с массой около 4 млн. масс Солнца, которая — что удивительно — не проявляет высокой активности. — Прим. В.Г. Сурдина)
Можно было бы рассказать ещё о многих удивительных явлениях в гигантских просторах Вселенной и микроскопических процессах, связанных с взаимодействием элементарных частиц.
Но об этом невозможно рассказать всё — каждый день прибавляет нам новые открытия и новые сомнения. Истина подобна горизонту — путь к ней не имеет конца. Но чем дальше, тем
ГЛАВА 2
Если нация хочет застраховать себя от потери самых сенсационных открытий, она должна обеспечить поддержку научным направлениям, которые находятся на переднем крае познания, даже если они кажутся бесполезными.
…И ЧЛЕН ЛАПУТЯНСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Банкетный зал наконец затих, и юноша, долго взывавший к порядку, мог начать свою речь. Он открыл адрес в красивом переплете, и… вот что мы услышали:
«ДОРОГОЙ КОЛЛЕГА!
В день Вашего юбилея Вас приветствует и поздравляет Лапутянская академия наук.
Вы являетесь славным продолжателем научных исследований по квантовой электронике, начатых в нашей академии примерно 250 лет назад. Упоминание об этих исследованиях содержится в летописи академии, отрывок из которой позвольте здесь прочесть.